Os cientistas descobriram que certas moléculas de RNA nas células cerebrais, denominadas RNAs de vida longa, podem persistir ao longo da vida de um organismo, desempenhando um papel crítico na manutenção da estabilidade do genoma e oferecendo informações sobre o envelhecimento cerebral e potenciais terapias para doenças neurodegenerativas.
Neurocientistas da FAU descobriram que certos blocos de construção nas células nervosas podem durar a vida toda.
Certo ARN moléculas nas células nervosas do cérebro duram a vida toda sem serem renovadas. Neurocientistas da Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) demonstraram agora que este é o caso, juntamente com investigadores da Alemanha, Áustria e EUA. Os RNAs são geralmente moléculas de vida curta que são constantemente reconstruídas para se ajustarem às condições ambientais.
Com suas descobertas que agora foram publicadas na revista Ciênciao grupo de pesquisa espera decifrar o complexo processo de envelhecimento do cérebro e obter uma melhor compreensão das doenças degenerativas relacionadas.
A maioria das células do corpo humano é renovada regularmente, mantendo assim a sua vitalidade. No entanto, há excepções: o coração, o pâncreas e o cérebro consistem em células que não se renovam ao longo da vida, mas que ainda assim têm de permanecer em pleno funcionamento. “O envelhecimento dos neurônios é um importante fator de risco para doenças neurodegenerativas, como Alzheimer”, diz o Prof. Tomohisa Toda, Professor de Epigenômica Neural na FAU e no Centro Max Planck de Física e Medicina em Erlangen. “Uma compreensão básica do processo de envelhecimento e quais componentes-chave estão envolvidos na manutenção da função celular é crucial para conceitos de tratamento eficazes.”
Descoberta de RNAs de longa vida
Num estudo conjunto realizado com neurocientistas de Dresden, La Jolla (EUA) e Klosterneuburg (Áustria), o grupo de trabalho liderado por Toda identificou agora um componente-chave do envelhecimento cerebral: os investigadores conseguiram demonstrar pela primeira vez que certos tipos de ribonucléicos ácido (RNA) que protegem o material genético existem enquanto os próprios neurônios. “Isto é surpreendente, pois ao contrário ADNque via de regra nunca muda, a maioria das moléculas de RNA tem vida extremamente curta e está em constante troca”, explica Toda.
Para determinar a vida útil das moléculas de RNA, o grupo Toda trabalhou em conjunto com a equipe do Prof. Martin Hetzer, biólogo celular do Instituto de Ciência e Tecnologia da Áustria (ISTA). “Conseguimos marcar os RNAs com moléculas fluorescentes e rastrear sua vida útil nas células cerebrais de camundongos”, explica Tomohisa Toda, que tem experiência única em epigenética e neurobiologia e que recebeu uma bolsa ERC Consolidator Grant por sua pesquisa em 2023. “Estávamos ainda capaz de identificar os RNAs de longa vida marcados em animais de dois anos de idade, e não apenas em seus neurônios, mas também em células-tronco neurais somáticas adultas no cérebro”.
Além disso, os pesquisadores descobriram que os RNAs de longa vida, abreviadamente chamados de LL-RNA, tendem a estar localizados nos núcleos das células, intimamente ligados à cromatina, um complexo de DNA e proteínas que forma os cromossomos. Isto indica que o LL-RNA desempenha um papel fundamental na regulação da cromatina. Para confirmar esta hipótese, a equipa reduziu a concentração de LL-RNA numa experiência in vitro com modelos de células estaminais neurais adultas, com o resultado de que a integridade da cromatina foi fortemente prejudicada.
“Estamos convencidos de que os LL-RNAs desempenham um papel importante na regulação a longo prazo da estabilidade do genoma e, portanto, na conservação das células nervosas ao longo da vida”, explica Tomohisa Toda. “Projetos de pesquisa futuros devem fornecer uma visão mais profunda dos mecanismos biofísicos por trás da conservação a longo prazo dos LL-RNAs. Queremos saber mais sobre a sua função biológica na regulação da cromatina e qual o efeito do envelhecimento em todos estes mecanismos.”
Referência: “Persistência vitalícia de RNAs nucleares no cérebro de camundongos” por Sara Zocher, Asako McCloskey, Anne Karasinsky, Roberta Schulte, Ulrike Friedrich, Mathias Lesche, Nicole Rund, Fred H. Gage, Martin W. Hetzer e Tomohisa Toda, 4 de abril 2024, Ciência.
DOI: 10.1126/science.adf3481
